在全球气候变化背景下,干旱诱导木质部栓塞被认为是驱动树木死亡的主要因素.因此,分析木质部栓塞抗性(用导水率损失50％的水势(P50)表示)的内在解剖决定因素对于理解其结构与功能间的机制具有重要意义,为气候变化背景下植被恢复树种选择提供理论依据.该研究测定广西弄岗喀斯特森林内12个主要常绿树种的木质部导管直径、导管组指数、组分占比、纹孔形态和纹孔膜超微结构,同时结合木质部储水特征(如木材密度和饱和含水量),综合分析干旱诱导木质部栓塞抗性与其解剖结构以及储水特征之间的关系.结果显示:(1)Ps0与导管直径、密度、导管组指数以及组分占比间的相关性均不显著;(2)P50与纹孔形态特征以及纹孔膜厚度和纹孔腔深度等特征间的相关性均不显著;(3)P50与木材密度显著负相关,与饱和含水量边缘显著正相关,即木材密度较大、饱和含水量较低的树种表现出较强的栓塞抗性.研究结果表明,运用单一的解剖结构来评估栓塞抗性是不全面的;此外,木质部水分存储能力与栓塞抗性之间的权衡关系对于深入理解喀斯特植物耐旱性的内在结构机制以及多元化的水分利用策略具有重要的生态学意义.

为分析我国热带北缘季雨林的不同演替阶段的群落特征,该研究对广东阳春鹅凰嶂典型季雨林中4种(A、B、C、D)不同植物群落展开调查,对群落的物种组成、多样性和空间结构等进行分析,判断成熟度差异,预测演替方向,并提出优化建议.结果表明:(1)4种群落林层单一,小径级木与下层木占主体地位,具有 1～3 种明显的优势树种.(2)Shannon-Wiener 指数为 2.72～3.74,Simpson 指数为 0.90～0.97,Pielou 均匀度指数为0.74～0.89,各群落多样性特征差异显著.(3)4种群落乔木胸径大小比数为0.49～0.51,角尺度为0.56～0.61,混交度为0.54～0.83,林分空间结构指数为60.57～71.44,林分空间结构距离为53.15～68.53.(4)综合群落基本特征、多样性和空间结构特征的分析得出,各群落的成熟度排名为D＞A＞C＞B.综上认为,4种群落都处于演替前期或中期,乔木个体胸径和树高发展空间较大;群落整体处于中庸生长状态,个体均呈轻微聚集分布,树种表现为中度、强度或极强度混交,空间结构与理想林分存在一定距离.随着成熟度的增加,4种群落都继续以阳性树种作为主要优势树种进行演替,并初步具备该区域地带性顶极群落的典型植被特征;季雨林群落物种多样性提高,并向混交度增加、空间结构优化、稳定性增强的趋势演替.该研究结果为群落构建机制和森林结构优化等提供科学依据.未来应对该区域加强监管与保护,同时应对该地区的植被生态学和生物多样性保护展开广泛监测与深入研究.

矿质元素是土壤养分的重要组分,关系着森林生态系统的群落组成和生物地球化学循环.喀斯特局域尺度内地形异质性较高,目前尚缺乏地形等非生物因子和生物因子如何影响喀斯特地区土壤矿质元素空间分布方面的研究.本文在弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha森林动态监测样地中沿海拔梯度设立的100个凋落物收集器所在位点进行土壤取样,对样品中的K、Ca、Mg 3种矿质元素含量进行测定,并基于空间回归模型和变差分解等方法对喀斯特季节性雨林中土壤K、Ca、Mg与生态因子之间的关联进行定量分析,探讨非生物因子和生物因子与其空间分布特征的内在关联,以期为北热带喀斯特生物地球化学循环研究和脆弱喀斯特生态系统保护提供科学依据.结果表明,研究区内土壤K、Ca、Mg均存在空间自相关性,Ca与海拔和凹凸度显著正相关,主要聚集在山脊区域;K与地形湿润度指数显著正相关,主要在洼地聚集;Mg在中坡位表现出聚集特征.变差分解显示生态因子对土壤K、Ca、Mg空间分布的驱动作用强于空间结构,单个生态因子中海拔的解释度最高,并且非生物因子的解释度总体上高于生物因子,生物因子中物种丰富度解释度最高,同时Mg的聚集伴随着较高的物种丰富度水平.

2021年因海南热带雨林国家公园的建立,园内部分人工林停止经营进入次生自然演替状态,使其林下植物较往年更为丰盛,亟待研究.为了摸清人工林的次生自然演替状态及其对环境的适应策略,在海南热带雨林公园橡胶林中设置390个10 m×10 m的样方,在对海南岛公园内植被分布进行全面调查的基础上,研究该区域林下植物组成以及植物群落特征与环境因子的关系.结果表明,(1)维管束植物共有123科455属808种,其中蕨类植物共有21科31属62种、裸子植物3科3属4种、被子植物有99科421属742种(含单子叶植物15科69属120种、双子叶植物84科352属622种);(2)通过对研究区域的植物物种多样性指数与环境因子之间进行RDA分析,共解释橡胶林下物种多样性指数的18.5％.通过蒙特卡罗随机置换检验,有9个环境因素对橡胶林下物种多样性的解释量达到显著水平(P＜0.05),为最干季度平均温度、最湿季度平均温度、平均气温日较差,而混交、胸径、海拔、年降水量和最干季度降水量、最暖季度降水量.研究表明,林下植物的多样性受多种环境因素的相互作用影响.其中,温度和降水是综合影响林下植物多样性的关键因素,高温、高湿和干旱等因素对橡胶林下植物多样性产生不利影响.此外,海拔的水热条件也是影响林下植物多样性的重要因素.同时,人工林的状态,如胸径、混交也对林下植物多样性产生重要影响.

分析不同区域植被对极端气候的响应对于加深对植被与气候之间关系的理解以及制定应对极端气候条件的措施尤为重要.基于2001-2020年气候数据和归一化植被指数(NDVI)数据,以植被区划为分析单元,分析中国8个植被区的NDVI和27个极端气候指数的时空变化趋势,探究各植被区植被NDVI对极端气候的响应特征与差异性.结果表明:(1)整个研究区及各植被区的平均NDVI年最大值呈显著增加趋势,其中,温带针叶、落叶阔叶混交林区增加趋势最明显,青藏高原高寒植被区增加趋势最弱.(2)极端高温指数多呈升高趋势.极端降水指数在研究区东部呈升高趋势,在西南部呈减少趋势.(3)在不同植被区对NDVI影响最大的极端气候指数不同,其中在寒温带针叶林区影响最大的指数为温暖时间持续指数(WSDI);在温带针叶、落叶阔叶混交林区和热带季风雨林、雨林区影响最大的指数为最高低温(TNx);在暖温带落叶阔叶林区和亚热带常绿阔叶林区为简单降水强度指数(SDII);在温带草原区为最高高温(TXx);在温带荒漠区为年总降水量(PRCPTOT);在青藏高原高寒植被区为结冰天数(ID).

为探明华石斛(Dendrobium sinense)潜在适宜分布范围,运用地理信息系统GIS技术和MaxEnt模型,基于 25 个野外调查的分布数据,以气候变量和地形变量为环境预测因子,对华石斛当前及未来时期的适宜生境进行预测.结果表明,华石斛在海南岛内的潜在适宜生境面积约为403.4 km2,占海南岛总面积的1.1%,主要分布于海南热带雨林国家公园霸王岭分局、鹦哥岭分局、尖峰岭分局、吊罗山分局以及五指山分局管辖区域,零星分布于黎母山分局管辖区、五指山市南部、琼中县、万宁市、保亭县和三亚市等地.华石斛适宜分布区域极其狭窄,适宜生境斑块化,呈现较为严重的破碎化.海拔、降水量季节性变异系数、最湿季降水量及最暖月最高温是影响华石斛种群分布格局的主要环境因子,华石斛的最适宜生境条件为海拔1 070～1 600 m,降水量季节性变异系数0.80～0.88,最湿季降水量1 700～2 266 mm,最暖月最高温18℃～25℃.相比于当前,2050年在RCP4.5、RCP8.5气候情景下,华石斛的潜在适宜生境分别减少19.1%和19.5%,2070年减少19.7%和19.8%.预测模型的3个评估指标(AUC=0.997±0.003,Kappa系数=0.990±0.03,TSS=0.990±0.03)表明该模型具有较好的预测能力.目前华石斛种群主要分布于海南热带雨林国家公园内,需加强就地保护,同时兼顾对其附生宿主树的保护;猕猴岭东北部及南部、鹦哥岭南部存在大片非常适宜和高度适宜生境,可作为华石斛未知种群调查的重点区域.

以机载激光雷达为研究手段,结合1981和2021年的全色照片,利用多元回归树的方法对云南西双版纳国家级自然保护区勐仑子保护区的热带森林林冠高度结构及其与环境因子间的关系进行探讨.结果表明:勐仑子保护区西片森林可根据林冠高度结构差异而分为7类,其中包括热带季节雨林、季风常绿阔叶林、次生林和河漫滩林;潜在辐射强度、海拔、地形垂直曲率、坡度以及1981和2021年影像亮度平均值是影响林冠高度结构聚类的主要因子.以番龙眼为主要优势种的热带季节雨林在沟谷和低地地段占有最大的分布范围,而山脊和干扰迹地上则以短刺锥为优势种的季风常绿阔叶林为主.次生林地段林冠表面极为平整,结构上明显区别于天然林,30多年前的轮歇农业活动至今仍对森林外貌有着明显影响.

中国的热带雨林主要分布在西藏东南部、云南南部、广西南部、台湾南部和海南岛,它们具有与亚洲热带季风气候地区其他热带雨林类似的群落结构、生态外貌和物种多样性,是亚洲热带雨林的北缘类型.由于发生在热带季风气候地区北缘,受到季节性干旱和热量不足的影响,它们在植物区系组成上缺少典型的热带分布属种;在生态外貌上,低地的热带雨林的林冠层中具有一定比例的落叶树种,大高位芽植物和附生植物比例相对较低,而藤本植物和叶级谱上的小叶植物更为丰富;与热带亚洲非季节性气候地区的低地热带湿润雨林有一定区别,被称为热带季节性雨林.中国的热带季节性雨林在西南部与热带山地的常绿阔叶林交错过渡,在南部与亚热带常绿阔叶林交错过渡.通过比较,云南与广西的热带季节性雨林在群落结构和生态外貌特征上最接近;云南含龙脑香科植物的热带季节性雨林尽管分布海拔偏高(可分布到海拔1 100 m,最高可达1 300 m),但体现了低地热带雨林的群落结构特征,并在植物区系组成上具有最高比例的热带亚洲分布属种.中国不同地区对热带雨林研究的文献在对其界定、分类、描述及生态外貌特征和树种丰富度等方面的记载都不尽相同.该文简要评述了中国热带雨林的群落特征、研究的情况和存在的问题,期望能对中国热带雨林的深入研究、保护和管理提供参考.

中国科学院西双版纳热带植物园(简称"版纳植物园")保存着上万种植物,且生境多样,具有较高的蝴蝶多样性.本研究选择三类代表性生境:片段化雨林、次生林和专类园,聚焦于环境指示物种蝴蝶这一类群,通过样线法系统调查一年内蝴蝶多样性及其变化.观测结果显示:蝴蝶在版纳植物园内全年发生,共调查到其成虫5 科126 属218 种6 015 头,其中蛱蝶科多样性最高.蝴蝶种类及数量随月动态变化,生境间有差异,7-8 月种类和数量达到最高峰;1 月种类最少,而5-6 月数量最低;每月均出现的种类仅有 12 种,绝大部分种类分散发生于不同月份.影响蝴蝶群落多样性的气候因子中,月最高温显著影响蝴蝶群落的物种丰富度和数量,月最低温显著影响物种丰富度、香农多样性和辛普森多样性,月平均温仅显著影响香农多样性.在版纳的三个典型季节中蝴蝶多样性存在差异,雨季物种丰富度最高,干热季香农和辛普森指数最高;雨季和雾凉季蝴蝶群落组成差异大,仅雾凉季与干热季的蝴蝶群落呈现中等程度相似.此外,在片段化雨林、次生林和专类园这 3 种不同生境中,蝴蝶群落组成也存在差异,蝴蝶物种丰富度和香农指数在次生林中最高,而辛普森指数则是片段化雨林最高;仅次生林与片段化雨林的蝴蝶群落呈现出中等程度相似.本研究揭示了版纳植物园蝴蝶群落的种类组成与月动态变化规律,并明确了不同季节和生境中蝴蝶群落的多样性变化,可为区域蝴蝶多样性观测及保护提供参考依据.

过度扩张的单一种植橡胶(Hevea brasiliensis)林会导致土壤生物多样性丧失和生态系统服务功能衰退,为探究橡胶农林复合措施的实施对土壤生态系统的缓解效应,解析多营养级土壤生物网络结构复杂性对不同橡胶林种植模式生态系统功能的影响有重要意义.本研究在西双版纳地区选取单一种植的橡胶林、橡胶+茶树(Camellia sinensis)、橡胶+大叶千斤拔(Flemingia macrophylla)和热带雨林作为研究对象,分别在干季(3月)和雨季(9月)采集凋落物和土壤样品,进一步鉴定土壤生物群落,测定土壤理化性质、土壤酶活性、凋落物生物量和根系生物量,分析并构建了不同复合种植模式橡胶林的土壤多营养级生物网络.结果表明:(1)总体而言,不同种植模式橡胶林的土壤真菌和节肢动物丰富度均显著低于热带雨林,但橡胶林间作大叶千斤拔可提升土壤细菌和线虫丰富度;(2)相较于单一种植橡胶林,橡胶+茶树模式在干季显著增加了土壤多营养级生物网络的复杂性(边数目增加38.26％、节点数目增加37.59％),且土壤节肢动物在网络结构中占比增加;而橡胶+大叶千斤拔模式则在雨季显著增加此网络的复杂性(边数目增加23.38％、节点数目增加31.58％),且网络结构以植食性线虫、根结线虫、外生菌根和根瘤菌为主的连接中心和模块中心增多;(3)橡胶+大叶千斤拔复合种植模式在干季显著提升土壤总碳氮含量,在雨季则显著增加β-1,4-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶的活性.由此表明,通过间作方式增加橡胶林植物多样性可提高土壤生物多样性和资源输入,有助于土壤多营养级食物网络复杂性和土壤养分协调发展,本文可为探索可持续发展的环境友好型橡胶园种植模式提供重要理论基础和数据支持.